ME31 PT100 温度到 InfluxDB

概览

本示例展示了如何从 ME31-XDXX0400 模块通过 Modbus RTU 或 Modbus TCP 读取 PT100 温度值，并将其写入 InfluxDB v3。它展示了 CycBox 的以下功能：

双模式 Modbus 通信 —— 使用单个标志即可在 RTU (串口) 和 TCP (以太网) 之间切换
编解码器解析的寄存器值 —— 使用内置的 Modbus 编解码器自动解析寄存器响应
InfluxDB v3 的实时和批量写入 —— 用于仪表板的异步单次写入以及定期的批量刷新
有符号整数处理 —— 正确解释来自无符号 16 位寄存器的负温

这是工业监控中的常见模式，即需要将来自 Modbus 传感器的温度数据存储在时间序列数据库中，以便进行趋势分析和警报。

场景

一个 ME31-XDXX0400 PT100 温度采集模块通过 RS485 串口或以太网连接。该模块最多支持 4 通道的 PT100 温度传感器。要求如下：

每 5 秒通过 Modbus RTU (串口) 或 Modbus TCP (以太网) 轮询 CH1 温度
解析有符号 16 位整数值并转换为摄氏度 (除以 10)
检测传感器未连接状态 (数值 = -999)
异步将每个读数写入 InfluxDB v3，用于实时仪表板
每 30 秒批量刷新一次累积的读数，以实现高效存储
关闭时，同步刷新任何剩余数据

ME31 温度寄存器映射

寄存器地址	功能码	数据类型	描述
0x0190 (400)	0x04	int16 (有符号)	CH1 温度整数值 (0.1°C 分辨率)
0x0191 (401)	0x04	int16 (有符号)	CH2 温度整数值
0x0192 (402)	0x04	int16 (有符号)	CH3 温度整数值
0x0193 (403)	0x04	int16 (有符号)	CH4 温度整数值

数值解释：

除以 10 得到 °C (例如，0x012C = 300 = 30.0°C)
负值使用补码 (例如，0xFFCE = -50 = -5.0°C)
0xFC19 (-999) 表示传感器未连接

配置

CycBox 配置了两个连接：

连接 0: 带 Modbus RTU 编解码器的串口，用于通过 RS485 轮询
连接 1: 带 Modbus TCP 编解码器的 TCP 客户端，用于通过以太网轮询

{
  "version": "1.0.0",
  "name": "ME31 PT100 温度到 InfluxDB",
  "description": "通过 Modbus RTU 或 TCP 从 ME31 模块读取 PT100 温度，并发布到 InfluxDB v3",
  "configs": [
    {
      "app": {
        "app_transport": "serial",
        "app_codec": "modbus_rtu_codec",
        "app_transformer": "disable",
        "app_encoding": "UTF-8"
      },
      "serial": {
        "serial_port": "/dev/ttyUSB0",
        "serial_baud_rate": 9600,
        "serial_data_bits": 8,
        "serial_parity": "none",
        "serial_stop_bits": "1",
        "serial_flow_control": "none"
      },
      "modbus_rtu_codec": {
        "with_receive_timeout": 20
      }
    },
    {
      "app": {
        "app_transport": "tcp_client",
        "app_codec": "modbus_tcp_codec",
        "app_transformer": "disable",
        "app_encoding": "UTF-8"
      },
      "tcp_client": {
        "tcp_client_host": "192.168.7.7",
        "tcp_client_port": 502,
        "tcp_client_timeout": 5000,
        "tcp_client_keepalive": true,
        "tcp_client_nodelay": true
      },
      "modbus_tcp_codec": {
        "unit_id": 2
      }
    }
  ]
}

连接详情

参数	连接 0 (RTU)	连接 1 (TCP)
传输协议	串口 (RS485)	TCP 客户端 (以太网)
编解码器	`modbus_rtu_codec`	`modbus_tcp_codec`
端口 / 主机	`/dev/ttyUSB0`	`192.168.7.7:502`
波特率 / 超时	9600	5000ms
从站 / 单元 ID	在脚本中设置 (2)	2

Lua 脚本逻辑

该脚本使用环境变量进行 InfluxDB 配置，并使用 USE_RTU 标志在 RTU 和 TCP 模式之间切换。

环境变量

变量	默认值	描述
`INFLUXDB_URL`	`http://localhost:8181`	InfluxDB v3 API 端点
`INFLUXDB_TOKEN`	(空)	身份验证令牌
`INFLUXDB_DB`	`temperature`	目标数据库名称

脚本拆解

-- InfluxDB v3 配置
local INFLUXDB_URL   = get_env("INFLUXDB_URL")   or "http://localhost:8181"
local INFLUXDB_TOKEN = get_env("INFLUXDB_TOKEN") or ""
local INFLUXDB_DB    = get_env("INFLUXDB_DB")    or "temperature"

-- ME31 Modbus 设置
local SLAVE_ADDRESS  = 2       -- Modbus 从站地址
local TEMP_REG_START = 400     -- 0x0190: CH1 温度整数寄存器
local USE_RTU        = true    -- true: RTU (连接 0), false: TCP (连接 1)

运作原理

1. 定期轮询 (on_timer)

function on_timer(elapsed_ms)
    read_counter = read_counter + 100
    if read_counter >= READ_INTERVAL then
        read_counter = 0
        if USE_RTU then
            modbus_rtu_read_input_registers(SLAVE_ADDRESS, TEMP_REG_START, 1, 0, 0)
        else
            modbus_tcp_read_input_registers(TEMP_REG_START, 1, 0, 1)
        end
    end
end

on_timer() 每 100ms 调用一次
每 5 秒发送一次 Modbus 读取请求
RTU 模式使用 modbus_rtu_read_input_registers()（连接 0），TCP 模式使用 modbus_tcp_read_input_registers()（连接 1）

2. 响应解析 (on_receive)

function on_receive()
    local register_num = 30001 + TEMP_REG_START
    local raw_value
    if USE_RTU then
        raw_value = message:get_value(
            string.format("modbus_rtu_%d:input_%d", SLAVE_ADDRESS, register_num))
    else
        raw_value = message:get_value(
            string.format("modbus_tcp_%d:input_%d", SLAVE_ADDRESS, register_num))
    end

    if raw_value == nil then return false end

    -- 将无符号 16 位转换为有符号
    if raw_value >= 0x8000 then
        raw_value = raw_value - 0x10000
    end

    -- -999 表示传感器未连接
    if raw_value == -999 then
        log("warn", "CH1 传感器未连接 (数值 = -999)")
        return false
    end

    local temp = raw_value / 10.0
end

使用带有适当数值 ID 的 message:get_value() 读取编解码器解析后的寄存器值
Modbus 编解码器遵循 modbus_rtu_{slave}:input_{30001 + register_address} 模式分配 ID
将无符号 16 位转换为有符号，以正确处理负温
过滤掉传感器未连接的哨兵值 (-999)
除以 10 转换为摄氏度

3. InfluxDB 写入 —— 实时与批量

    -- 为 UI 显示添加图表数值
    message:add_float_value("CH1_Temp", temp)

    -- 用于实时仪表板的异步单次写入
    influxdb_write_v3_async(INFLUXDB_URL, INFLUXDB_TOKEN, INFLUXDB_DB,
        string.format("temperature,sensor=me31,channel=ch1 value=%.1f", temp),
        "auto", true, true)

    -- 批量刷新的缓冲区
    pending_lines[#pending_lines + 1] =
        string.format("temperature,sensor=me31,channel=ch1 value=%.1f", temp)

每个读数都通过 influxdb_write_v3_async() 立即写入，以实现实时可见性
读数也会缓存在 pending_lines 中，用于定期批量写入
批处理在 on_timer() 中每 30 秒通过 influxdb_batch_write_v3_async() 刷新一次

4. 优雅停机 (on_stop)

function on_stop()
    if #pending_lines == 0 then return end
    local ok, result = pcall(influxdb_batch_write_v3,
        INFLUXDB_URL, INFLUXDB_TOKEN, INFLUXDB_DB,
        pending_lines, "auto", true, false)
    pending_lines = {}
end

停机时，任何剩余的缓冲数据都会使用 influxdb_batch_write_v3() 同步刷新 (阻塞式)
使用 pcall 优雅地处理错误而不导致崩溃

Modbus 编解码器数值 ID

Modbus 编解码器会自动解析寄存器值并分配 ID：

RTU 编解码器模式： modbus_rtu_{slave_addr}:input_{30001 + register_address}

TCP 编解码器模式： modbus_tcp_{slave_addr}:input_{30001 + register_address}

对于本示例（从站地址为 2，寄存器 400）：

模式	数值 ID	描述
RTU	`modbus_rtu_2:input_30401`	CH1 温度 (int16)
TCP	`modbus_tcp_2:input_30401`	CH1 温度 (int16)

InfluxDB 行协议 (Line Protocol) 输出

每个数据点都以 InfluxDB 行协议格式写入：

temperature,sensor=me31,channel=ch1 value=25.3

组件	值	描述
测量 (Measurement)	`temperature`	测量名称
标签 (Tag): sensor	`me31`	设备标识符
标签 (Tag): channel	`ch1`	传感器通道
字段 (Field): value	温度 (°C) (1位小数)	实际温度值

查看 GitHub 上的完整示例脚本。

概览​

场景​

ME31 温度寄存器映射​

配置​

连接详情​

Lua 脚本逻辑​

环境变量​

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运作原理​

Modbus 编解码器数值 ID​

InfluxDB 行协议 (Line Protocol) 输出​

相关文档​

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